Брянская государсвенная сельскохозяйственная академия Инженерно-технологический факультет Кафедра технологического оборудования в животноводстве и перерабатывающих производств Курсовой проект по дисциплине: «Механизация процессов переработки продукции растениеводства» на тему: «Усовершенствование тестомесильной машины в линии производства ржаного хлеба». Выполнил: студент группы И-521 Лобунов Д.В. Проверил: доцент Брянск – 2009 Содержание Введение 1. Анализ современного оборудования 2. Обзор литературных источников 3.
Расчет тестомесильной машины А2-ХТЗ-Б. Скачать реферат / курсовую на тему Расчет. Проектирование и расчет тестомесильной машины (1279,14 кБ) Курсовая:., расчет.
Описание оборудования 4.Технологические расчеты 5.Техноэкономические расчеты 6. Безопасность, экологичность окружающей среды и охраны Заключение Список используемой литературы Реферат В данном курсовом проекте описана методика технологических расчетов тестомесильной машины, которые включают в себя расчеты подтверждающие работоспособность проектируемой конструкции машины, а также техноэкономические расчеты подтверждающие целесообразность данного усовершенствования.
Также представлена линия по производству ржаного хлеба, в процессе приготовления которого участвует проектируемая машина. В приложении представлены технические документы к данной машине, а также ее характеристики, а также справочный материал к наиболее сложным расчетом машин и аппаратов для переработки зерна и муки. Введение Приготовление теста, его разделка, расстойка и выпечка являются основными производственными процессами хлебопечения, предопределяющими качество готовой продукции. Оборудование для этих технологических процессов составляет производственную линию. Состав и компоновка тестоприготовительных агрегатов и тесторазделочных линий, принцип действия и конструкции тестомесительных, делительных и формовочных машин зависят от выбранных технологических схем производства и свойств перерабатываемого сырья.
Как правило, хлебопекарное оборудование, имеющее одинаковое функциональное назначение, но обрабатывающее ржаные или пшеничные полуфабрикаты, существенно отличается по конструкции и характеру движения рабочих органов. В производственных линиях хлебозаводов все большее распространение получают машины и аппараты периодического действия, позволяющие четко реагировать на колебания спроса и оперативно изменять ассортимент вырабатываемой продукции. Оборудование производственных линий должно обеспечивать возможность регулирования технологических параметров полуфабрикатов в широких пределах, так как значительное количество поступающего на предприятия основного сырья характеризуется пониженными хлебопекарными качествами. Особое место в хлебопекарном производстве занимают печи, являющиеся ведущим оборудованием, от которых зависит производственная мощность и экономические показатели предприятия. Создание новых технологий производства хлебных изделий является основой совершенствования технической базы хлебопекарной отрасли, что приводит к повышению качественных показателей выпускаемых машин и аппаратов, расширению номенклатуры оборудования и приборов. Анализ современного оборудования Замес хлебопекарного теста заключается в смешивании сырья (муки, воды, дрожжей, соли, сахара и других компонентов) в однородную массу, придании этой массе необходимых структурно-механических свойств, насыщении ее воздухом и создания, таким образом, благоприятных условий для последующих технологических операций. Замес не простой механический процесс, он сопровождается биохимическими и коллоидными явлениями, повышением температуры замешиваемой массы.
Процесс замеса хлебопекарного теста состоит из трех последовательных стадий: механического смешивания, образования структуры и пластификации. Механическое смешивание завершается образованием трехфазной смеси с высокой равномерностью распределения компонентов, В процессе перемешивания происходит увлажнение сухих компонентов, их диспергирование, агрегация. Эту стадию следует проводить как можно быстрее. В этом случае можно достичь равномерного смешивания компонентов с минимальными затратами энергии. Вторая стадия — образование структуры — характеризуется выравниванием влагосодержания, диффузией влаги внутрь частиц муки, набуханием белков и переходом в раствор водорастворимых компонентов муки.
Здесь заметно возрастает усилие сдвига массы и, следовательно, потребление энергии на привод месильной машины. При набухании большую часть влаги впитывают белковые вещества. Водопоглощение крахмала муки достигает 30%, однако скорость поглощения влаги крах- малом выше, чем белками. Вязкость теста увеличивается. На скорость течения второй стадии оказывают влияние свойства муки, степень измельчения крахмальных зерен, температура и рецептурные добавки, вносимые в тесто. При поглощении влаги белки сильно увеличиваются в объеме, образуя клейковинный скелет, скрепляющий набухшие крахмальные зерна и нерастворимые частицы муки. Вторая стадия замеса не требует энергичной проработки.
Третья стадия — пластификация — сопровождается структурными изменениями крахмальных зерен и образованием клейковинной решетки, связывающей крахмальные зерна. При этом они частично измельчаются и обволакиваются белковыми пленками, которые также претерпевают структурные изменения. Спиралеобразные молекулы полипептидов раскалываются и разрыхляют структуру белков, образуя клейковинные пленки. Такие структурирование пленки создают хороший газоудерживающий скелет теста. Третья стадия требует усиленного механического воздействия, поскольку с образованием клейковинных пленок одновременно разрушаются молекулы клейковины. На третьей стадии происходят выравнивание структуры теста и ее измельчение, что в дальнейшем при брожении способствует образованию равномерной мелкой пористо. При сравнительной оценке эффективности работы месильных органов необходимо учитывать, что механизм структурообразования при реализации разных видов деформации в процессе замеса существенно различается.
При деформации растяжения происходит вытягивание белковых цепей и их ориентация в направлении деформирующих сил. Растяжение обеспечивает получение значительного количества длинных цепей, которые меньше рвутся на отдельные фрагменты, уменьшают количество узлов сетки полимера и вытягиваются на большую длину.
Та кой клейковинный каркас обеспечивает большую растяжимость и малую упругость теста. При сдвиговой деформации механическая деструкция полимера протекает более интенсивно, цепи рвутся на относительно короткие фрагменты, которые при взаимодействии образуют достаточно частую сетку, приобретающую большую упругость (прочность) и меньшую растяжимость.
Учитывая малые размеры и относительно редкое расположение белковых макромолекул в частицах муки, без приложения деформаций сжатие—сдвиг при замесе макромолекулы развертываются медленно и менее полно, что должно уменьшить долю цепей белка, участвующих в структурообразовании, что особенно наглядно видно при уменьшении количества белка в муке. Таким образом, деформация сдвига в большей степени повышает вязкоупругие свойства тестовых полуфабрикатов, а растяжения — де формационные. Рациональное сочетание таких воздействий обеспечивает улучшение качества хлеба, в частности, его формоустойчивость, особенно при переработке слабой муки. Пластификация должна происходить при таких скоростях сдвига материала, когда не нарушается его сплошная среда, а скольжение и трение по рабочим поверхностям сведены к минимуму, исключено значительное перемещение (перебрасывание) рабочими органами пластификатора отдельных объемов теста внутри месильной камеры.
Перспективным является такой способ пластификации, когда рабочие органы не скользят в массе обрабатываемого материала, а прокатываются и при защемлении деформируют его. Увеличение степени механической обработки ускоряет процесс созревания теста, улучшает его реологические свойства и газоудерживающую способность. Это связано с более быстрым образованием клейко вины, накоплением коллоиднорастворимой фазы белков и их водорастворимой фракции.
Механическая обработка сказывается также и на свойствах крахмала, связывающего около половины влаги теста. Экспериментально доказано, что механическое воздействие на крахмал, при водящее к повреждению и измельчению крахмальных зерен, значительно усиливает процессы гидролиза крахмала под воздействием кислот и амилолитических ферментов.
Интенсивный замес оказывает положительное влияние на водопоглотительную способность муки, обеспечивает возможность выдерживания нормированной влажности теста из муки разного хлебопекарного достоинства и, соответственно, соблюдения установленных норм выхода изделий. В качестве показателя, характеризующего степень механической обработки теста при замесе, принято использовать величину удельной работы замеса a=А/m где А- работа замеса, кДж; m- масса теста в деже, кг; А=Nj/n где N — мощность электродвигателя тестомесильной машины, кВт; j — продолжительность замеса, с; n — КПД привода; a=N/(nП), где П— производительность машины, кг/с. По величине удельной работы все тестомесильные машины можно разделить на следующие группы: для обычного замеса, а = 2.4 Дж/г; для усиленной механической обработки, а = 9.11 Дж/г; для интенсивного замеса а = 25.40Дж/г. В качестве дополнительных характеристик используют показатель интенсивности замеса q=N/(nm) где n — частота вращения (качания) лопасти. Установлено, что усиленную механическую обработку целесообразно использовать в сочетании с большими густыми опарами, а интенсивный замес — с жидкими тестовыми полуфабрикатами. Интенсивная механическая обработка теста при замесе позволяет сократить продолжительность брожения теста перед разделкой до 20.30 мин вместо 1,5.2,0 ч при обычном замесе. Это дает в среднем 1% экономии сухих веществ муки на брожение.
Кроме того, удельный объем хлеба повышается на 15.20%, улучшаются структура пористости, цвет и эластичности мякиша. Исследования технологической эффективности интенсивной механической обработки теста в зависимости от качества муки, наличия рецептурных добавок, различного рода улучшителей и схемы тестоприготовления показали, что степень интенсивности механической обработки должна варьировать в широких пределах в зависимости от количественных и качественных показателей клейковины муки. Так, для теста муки со слабой клейковиной оптимальный уровень энергозатрат на замес примерно в 3 раза меньше, чем для теста из муки с сильной клейковиной.
Машины для интенсивного замеса отличаются высокой энергоемкостью, поэтому в условиях значительного роста стоимости электроэнергии их использование целесообразно только после учета всех существующих факторов. Эффективным методом снижения энергоемкости является двухстадийный способ приготовления теста с выдержкой между стадиями. Сначала необходима гомогенизация компонентов в скоростном смесителе путем быстрого контакта дисперсных частиц муки с дисперсионной средой жидкого полуфабриката. На стадию гомогенизации затрачивается сравнительно небольшая доля энергии. После гомогенизации проводят механическую обработку теста — пластификацию, обеспечивающую максимальный расход энергии на де формацию полуфабриката.
Брожение между стадиями не только существенно улучшает технологические свойства теста и качество хлеба, но и вследствие интенсивного протекания биохимических и коллоидных процессов значительно снижает расход энергии на замес. 1.1 Аппаратурно-технологическая схема непрерывного приготовления теста на большой густой закваске Схема приведена на листе графической части № 1. Схема приготовления теста из ржаной или ржаной и пшеничной муки на большой густой закваске в бункерном агрегате непрерывного действия приведена на рисунке 1. Закваску готовят из ржаной обойной муки (в этом случае массовая доля влаги в закваске составляет 48-50%, кислотность 13-16 град) или из ржаной обдирной муки (кислотность 11-14 град). Подъемная сила закваски по «шарику» составляет до 25 мин.
Закваску замешивают в машине непрерывного действия, в которую непрерывно дозируют воду, муку и 1/3 выброженной закваске. Замешанную закваску лопастным нагнетателем подают по трубопроводу и с помощью поворотного лотка загружают сверху в одну из секций бункера для брожения.
В момент загрузки последней секции первая секция разгружается. Период загрузки всех секций бункера равен продолжительности брожения закваски. Выброженную закваску разгружают через отверстие в днище бункера.
С помощью лопастного нагнетателя 60% закваски по одному трубопроводу направляют в тестомесильную машину для замеса теста, а 40% по другому трубопроводу возвращают в тестомесильную машину для воспроизводства самой закваски. Замес теста осуществляется в машине непрерывного действия, в которую кроме закваски с помощью дозаторов непрерывного действия подаются вода, мука и другие жидкие компоненты по рецептуре.
Начальная температура теста при замесе не превышает 30°С. Замешанное тесто лопастным нагнетателем по трубопроводу подают в емкость для брожения, откуда оно поступает на разделку, затем на формование тестовых заготовок, их расстойку и выпечку обычным способом. Замес хлебопекарного теста заключается в смешивании сырья (муки, воды, дрожжей, соли, сахара и других компонентов) в однородную массу, придании этой массе необходимых структурно-механических свойств, насыщении ее воздухом и создания, таким образом, благоприятных условий для последующих технологических операций. Замес не простой механический процесс, он сопровождается биохимическими и коллоидными явлениями, повышением температуры замешиваемой массы.
Тестомесильные машины в зависимости от рецептурного состава и особенностей ассортимента должны оказывать различное воздействие на тесто и последующее его созревание. От работы тестомесильных машин зависит в итоге качество готовой продукции. В зависимости от структуры рабочего цикла тестомесильные машины делят на машины периодического действия и машины непрерывно го действия. Машины периодического действия снабжают стационарными месильными емкостями (дежами) или сменными (подкатными дежами). Дежи бывают неподвижными, со свободным или принудительным вращением. По интенсивности воздействия рабочих органов на обрабатываемую массу месильные машины делятся на три группы: тихоходные, с усиленной механической проработкой и интенсивные. При этом величина удельной энергии, расходуемой на замес, возрастает от 2.4 до 25.40 Дж/г.
Конструкция тестомесильной машины во многом определяется свойствами замешиваемого сырья. Эластично-упругое тесто требует более интенсивного проминания, чем пластичное. Для замеса теста из пшеничной муки высшего и 1 сортов, проявляющего выраженную упругость и эластичность, следует применять машины со сложной траекторией движения месильного органа в одной плоскости или с пространственной траекторией лопасти, а также машины с двумя вращающимися месильными органами. Для замеса пластичного теста (из пшеничной обойной или ржаной муки) можно использовать машины более простой конструкции, например, с вращающимся месильным органом. В зависимости от траектории месильных органов выделяют тесто месильные машины с простым, вращательным, планетарным и пространственным движением.
По расположению оси месильного органа различают машины с горизонтальной, наклонной и вертикальной осями. По виду получаемых полуфабрикатов различают машины для замеса густых опар и теста влажностью 30.50%, для приготовления жидких опар, заквасок и питательных смесей влажностью 60.70%. В зависимости от используемой системы управления тестомесильные машины бывают с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением. Раздел 2.Обзор литературных источников В настоящее время существует большое разнообразие машин для приготовления теста российского и иностранного производства.
К ним относятся тестоделительные машины, содержащие дежу для замеса теста с приводом и месильный рычаг с попереченной, тестомесильные машины различных конструкций, тестоприготовительные бункеры. Рассмотрим некоторые варианты тестомесильного оборудования.
2.1 Тестомесильная машина периодического действия ТММ-1М а – вид общий, б - дежа Рисунок 1-Тестомесильная машина ТММ – 1М с подкатной дежой Особенностью работы тестомесильных машин периодического действия с подкатными дежами является то, что перед замесом в дежу загружают определенную порцию компонентов, дежу подкатывают и фиксируют на фундаментной площадке тестомесильной машины. После замеса дежу с тестом помещают в камеру брожения, где происходит его созревание в течение нескольких часов. К месильной машине в это время подкатывается следующая дежа, и цикл повторяется. На одну месильную машину приходится от 5 до 12 дежей в зависимости от производительности линии.
Поскольку масса дежи с тестом достигает 300-500 кг полы тестомесильных отделений выкладывают плитками. Перемещение дежей требует применения физического труда, поэтому в отдельных конструкциях тестоприготовительных агрегатов используются специальные конвейеры (кольцевые, цепные) для механизации перемещения дежей. В тестомесильных машинах со стационарными дежами замешенное тесто сразу же поступает в специальные емкости для брожения. Тестомесильная машина ТММ-IМ с подкатной дежой (рисунок 1) используется для замеса опары и теста.
Влажностью не менее 39% при выработке различных сортов сдобных булочных изделий на хлебопекарных предприятиях малой мощности и в кондитерских цехах. Машина состоит из станины 7, рычага 2 с месильным органом 13 и направляющей лопаткой 17, ограждения 1 месильного органа и при вода. Месильный рычаг опирается на шарнирную вилку 3. Хвостовик рычага вставлен в подшипник, укрепленный в кривошипе 4, который смонтирован на ступице звездочки 5.
Замес теста производится в подкатной деже емкостью 140 л. Дежа (рисунок 1) состоит из трехколесной каретке 18, на которой установлена сварная емкость 19. К днищу емкости приварен фланец 21 со шлицевой втулкой 20, укрепленной в ступице 23 каретки. В этой ступице расположен шлицевой валик с квадратным хвостовиком 22. Дежа накатывается на площадку 14 при этом квадратный хвостовик шлицевого валика дежи входит в квадратное гнездо диска 16.
После автоматического фиксирования в лежу поступают мука и жидкие компоненты. Машина приводится в движение от электродвигателя 8 через главный редуктор 11. Вал червячного колеса имеет два выходных конца. На одном конце укреплена звездочка 10 цепной передачи 9, вращающая звездочку 5, которая приводит в движение месильный рычаг. Другой конец вала через муфту и соединительный валик 12 передает движение червячному редуктору 15. На валу червячного редуктора 15 расположен диск 16, на котором вращается дежа. Для проворачивания месильного рычага вручную на противоположном конце вала электродвигателя за креплен маховик 6.
Освобождение дежи после замеса производится при помощи специальной педали. 2.2 Тестомесильная машина Т2-М-63 Рисунок 2 - Тестомесильная машина Т2-М-6З со стационарной дежой Тестомесильная машина Т2-М-6З со стационарной дежой применяется для замеса высоковязких полуфабрикатов (бараночного и сухарного теста) Машина (рисунок 2) состоит из металлической корытообразной емкости 18 объемом 0,38 м которая закрыта стационарной крышкой 10. Внутри емкости расположены два месильных лопастных органа 11, укрепленных на двух параллельных валах — переднем 1 7и заднем 12, установленных в горизонтальной плоскости. Месильные органы вращаются навстречу друг другу с частотой 38 мин- от электродвигателя 7 через клиноременную передачу и две пары косозубых зубчатых передач. Подача муки и жидких компонентов для замеса теста производится через горловину 4 и патрубок З при вращении месильных органов.
Замес теста производится путем обработки компонентов между вращающимися лопастями и стенками емкости. По окончании замеса емкость поворачивается на угол 800 вокруг оси переднего вала и выходит из-под стационарной крышки 10. Одновременно открывается откидная крышка 9, и тесто выгружается через люк.
Поворот емкости для выгрузки теста осуществляется от реверсивного электродвигателя 8, который через клиноременную передачу вращает винт 13. Этот винт перемещает гайку которая входит двумя штифтами в продольные пазы рычага 16, укрепленного на днище емкости. В результате рычаг поворачивает емкость для выгрузки теста. Выключение электродвигателя в крайних положениях емкости осуществляется автоматически с помощью конечных выключателей 14. Месильная емкость и все элементы машины смонтированы на станине 15. Электрооборудование смонтировано в шкафу 2 Элементы привода машины, представляющие опасность для обслуживающего персонала, за крыты ограждениями 1, 5 и 6.
2.3 Тестомесильные машины с откатной дежой серии АЕ Рисунок 3- Тестомесильные машины с откатной дежой серии АЕ Технические характеристики: Модель Мука, кг Тесто, кг Рабочий обьем дежи, л Мощность, кВт Габариты, мм Вес, кг AE 160 160 120 150 1,8/3,1 1070 х 780 х 1200 760 AE 200 200 160 200 3,0/4,5 1300 х 960 х 1355 1080 AE 250 250 200 250 3,0/4,5 1330 х 1020 х 1355 1100 AE 300 300 220 275 4,0/7,5 1390 х 1079 х 1355 1280 Промышленные тестомесильные машины с откатной дежой серии АЕ делают процесс приготовления теста более производительным и гибким, т.к. Позволяют использовать две и более дежи в работе с одной машиной. Данная линия тестомесов представлена машинами с объемом дежи на 160 кг и 240 кг теста. Промышленная серия АЕ была сконструирована для обслуживания крупных хлебопекарных комбинатов, и поэтому данные тестомесы предназначены для ежедневной работы с соответствующими объемами теста.
Тестомесы сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную прочность корпуса машины и ее надежность в работе. Масляно-гидравлическая система подъема-опускания месильной головки и фиксация тележки являются полностью автоматическими. Операция перемещения дежи предельно проста - когда процесс замеса завершен, месильная головка автоматически поднимается и освобождает дежу, а благодаря компактному размеру тележки, дежа легко передвигается, даже будучи заполненной тестом.
Для повторения рабочего цикла следующего замеса теста придвиньте дежу с ингредиентами к машине; специальный электромагнитный прибор определит наличие дежи и зафиксирует ее на месте. Панель управления проста в применении и обеспечивает выполнение всех функций тестомесильной машины: С помощью селектора выбирается направление вращения дежи на первой скорости цикла, что ускоряет весь процесс замеса. Машина может функционировать в трех различных режимах - автоматическом, полуавтоматическом или ручном, режим выбирается поворотом ручки в соответствующее положение.
Автоматический режим замеса: машина автоматически переключается с 1-й на 2-ю скорость. Полуавтоматический режим замеса: машина работает на 1-й или на 2-й скорости.
Ручной режим замеса: таймеры отключены, и машина работает на выбранной оператором скорости. Когда тележка с дежой вставлена в машину и приводы состыкованы должным образом, на панели управления загорается зеленая лампочка. Затем нажатием на кнопку запускается автоматический режим замеса: гидравлические зажимы закрываются, опускается месильная головка и начинается непосредственно цикл замеса теста. В конце цикла замеса месильная головка поднимается, открываются зажимы и освобождается тележка с дежой.